硬盘的CHS参数和现代硬盘结构

硬盘的CHS参数和现代硬盘结构

1. 硬盘的CHS参数

　　很久以前，硬盘的容量还非常小的时候，人们采用与软盘类似的结构生产硬盘。也就是硬盘盘片的每一条磁道都具有相同的扇区数。由此产生了所谓的CSH 3D参数 (Disk Geometry)。即磁头数(Heads)，柱面数(Cylinders)，扇区数(Sectors)，以及相应CHS寻址方式。

　　其中：

　　磁头数(Heads)表示硬盘总共有几个磁头,也就是有几面盘片, 最大数为 255 (用 8 个二进制位存储)。从0开始编号。

　　柱面数(Cylinders) 表示硬盘每一面盘片上有几条磁道,最大数为 1023(用 10 个二进制位存储)。从0开始编号。

扇区数(Sectors) 表示每一条磁道上有几个扇区, 最大数为 63(用 6个二进制位存储)。从1始编号。

在 CHS 寻址方式中，磁头，柱面，扇区的取值范围分别为 0到 Heads - 1。0 到 Cylinders - 1。 1 到 Sectors (注意是从 1 开始)。而每个扇区一般是 512个字节。所以CHS寻址方式的最大寻址范围为：

255 * 1023 * 63 * 512 / 1048576 = 7.837 GB ( 1M =1048576 Bytes )

或硬盘厂商常用的单位：

255 * 1023 * 63 * 512 / 1000000 = 8.414 GB ( 1M =1000000 Bytes )

而现在的硬盘远大于8.414 GB（按照硬盘厂商常用的单位的计算），CHS寻址方式已不能满足要求。可到目前为止, 人们常说的硬盘参数还是这古老的 CHS参数。那么为什么还要使用这些参数？这是因为有些老软件使用了CHS寻址（如使用BIOS Int13H接口的软件），为了与这些老软件兼容，现在的硬盘仍然支持CHS寻址。

　　2. 基本 Int 13H 调用

BIOS Int 13H 调用是 BIOS提供的磁盘基本输入输出中断调用，它可以完成磁盘(按照硬盘厂商常用的单位的计算)的复位，读写，校验，定位，诊，格式化等功能。它使用的就是 CHS 寻址方式，因此最大识能访问8.414 GB的硬盘 (本文中如不作特殊说明，均以 1M = 1048576 字节为单位)。

　　3. 现代硬盘的结构

　　在老式硬盘中，由于每个磁道的扇区数相等，所以外道的记录密度要远低于内道，因此会浪费很多磁盘空间 (与软盘一样)。为了解决这一问题，进一步提高硬盘容量，人们改用等密度结构生产硬盘。也就是说，外圈磁道的扇区比内圈磁道多，采用这种结构后，硬盘不再具有实际的CHS参数，寻址方式也改为线性寻址，即以扇区为单位进行寻址。

但为了与使用CHS寻址的老软件兼容 (如使用BIOSInt13H接口的软件)，在硬盘控制器内部安装了一个地址翻译器，由它负责将老式CHS参数翻译成新的线性参数。

　　4. 扩展 Int 13H

　　虽然现代硬盘都已经采用了线性寻址，但是由于基本 Int13H 的制约，使用 BIOS Int 13H 接口的程序，如 DOS 等还只能访问8G以内的硬盘空间。为了打破这一限制， Microsoft 等几家公司制定了扩展 Int 13H 标准(Extended Int13H)，采用线性寻址方式存取硬盘，所以突破了 8 G的限制，而且还加入了对可拆卸介质 (如活动硬盘) 的支持。

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